JPWO2005060262A1 - 無線映像送信装置、無線映像受信装置及び無線映像送受信システム並びに信号生成装置、信号訂正装置及び信号生成訂正装置 - Google Patents

Abstract

一定数の垂直周期分の映像信号を単位として映像信号を符号化した情報を含むパケットを生成し、パケットを生成する順に生成順を示す通し番号情報を付加する信号生成装置、及び、無線受信されたパケットに付されている通し番号情報を検出してパケットの欠落を判定するパケット欠落検出回路と、映像信号を保持するメモリとを備え、パケット欠落検出回路においてパケットの欠落が検出されなかった場合には、復号化された映像信号の少なくとも一部をメモリに保持させ、パケット欠落検出回路においてパケットの欠落が検出された場合には、メモリに保持されている映像信号を出力する信号復号装置とにより、簡単な回路構成で伝送誤りによる画像の乱れを目立たなくすることができる。

Description

この発明は、無線映像送信装置、無線映像受信装置及び無線映像送受信システム並びに信号生成装置、信号訂正装置及び信号生成訂正装置に関し、例えば、本体テレビ装置（親テレビ装置）から子テレビ装置への映像無線伝送等に利用される。

ディジタル放送システムにおいては、映像や音声を圧縮し、例えばＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）によって多重化したトランスポートストリーム（ＴＳ）をディジタル変調して送信している。そして、受信装置の側では、受信したディジタル変調信号を復調してトランスポートストリームを生成し、これを映像及び音声、その他の情報に分離し解析することにより番組等の映像をディスプレイに提示する。

図５に、ディジタル放送システムにおける無線映像送受信システムの構成を示す。ＤＶＤ３０又はＶＴＲ３２から出力された映像信号及び音声信号はそれぞれＮＴＳＣエンコーダ１１及びオーディオ・アナログ／ディジタル変換器３６に入力され、それぞれアナログ信号からディジタル信号に変換される。これらのディジタル信号は、コーデック３８に入力され、圧縮処理等の所定の処理を受けてトランスポートストリームとして出力される。そして、無線送信部４０において変調を受けて無線信号として送出される。

また、送信された無線信号は無線映像受信装置の無線受信部４２において受信される。受信された無線信号はコーデック４４に入力され、コーデック３８で行われた処理の逆変換処理にあたる伸張（解凍）処理等の処理を受け、映像信号と音声信号とがそれぞれＮＴＳＣデコーダ４６及びオーディオ・ディジタル／アナログ変換器４８に入力される。ＮＴＳＣデコーダ４６及びオーディオ・ディジタル／アナログ変換器４８では、映像信号及び音声信号がそれぞれアナログ信号に変換されてディスプレイ５０に出力される。これによって、ディスプレイ５０に無線送信された映像信号を表示することができる。

かかるディジタル放送システムでは、映像データの伝送誤りを軽減するために、映像情報に誤り訂正符号を付す等の処理を行うことにより、伝送誤りを訂正する処理を行っている。誤り訂正符号は、検出・訂正できる情報量などによりいくつかの種類があり、パリティ符号やＨＹＰＥＲＬＩＮＫ″ｈｔｔｐ：／／ｅ−ｗｏｒｄｓ．ｊｐ／ｗ／ＣＲＣ．ｈｔｍｌ″ＣＲＣ符合などが有名である。（例えば、特開２００２−６４７５９号公報参）。

近年、ディジタル放送を受信する本体側受信装置（親テレビ）と当該本体側受信装置から無線送出された映像音声データを受信して表示する子テレビとから成る受信システムが提案されている。かかる受信システムにおいても、前述したディジタル放送と同様に、パリティビットの付加等による伝送誤りの訂正を行うことが考えられる。

しかしながら、上記従来の誤り訂正処理では、誤り訂正符合の生成、送信信号への誤り訂正符号の付加、受信信号からの誤り訂正符号の分離、誤り訂正符号の解析及び解析結果に基づく情報の訂正等の処理を行う回路が必要となり、装置が複雑になるという問題があった。

この発明は、上記の事情に鑑み、簡単な回路構成で伝送誤りによる画像の乱れを目立たなくすることができる無線映像送信装置、無線映像受信装置及び無線映像送受信システム並びに信号生成装置、信号訂正装置及び信号生成訂正装置を提供することを目的とする。

本発明は、一定数の垂直周期分の映像信号を単位として映像信号を符号化した情報を含むパケットを生成し、前記パケットを生成する順に生成順を示す通し番号情報を付加することを特徴とする信号生成装置である。また、この信号生成装置を含む無線映像送信装置である。

本発明は、無線受信されたパケットに付されている通し番号情報を検出してパケットの欠落を判定するパケット欠落検出回路と、無線受信されたパケットを映像信号に復号化する復号化回路と、映像信号を保持するメモリと、を備え、前記パケット欠落検出回路においてパケットの欠落が検出されなかった場合には、前記復号化回路で復号化された映像信号の少なくとも一部を前記メモリに保持させ、前記パケット欠落検出回路においてパケットの欠落が検出された場合には、前記メモリに保持されている映像信号を出力することを特徴とする信号復号装置である。また、この信号復号装置を含む無線映像受信装置である。

また、上記信号生成装置と上記信号復号装置とを含んでなる信号生成復号装置とすることも好適である。また、上記無線映像送信装置と上記無線映像受信装置とを含んでなる無線映像送受信システムとすることも好適である。

この発明の実施形態の無線映像送受信システムの主要部を示したブロック図である。 各信号のタイミングを示したタイミングチャートである。 パケットに通し番号を付した例を示す図である。 基準信号と復号同期信号との位相調整を説明するタイミングチャートである。 従来の無線送受信システムを示したブロック図である。

以下、この発明の実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。図１は無線映像送信装置及び無線映像受信装置から成る無線映像送受信システムを示したブロック図であり、図２はタイミングチャートである。

［この実施形態の概要］
この実施形態では、２フィールドの映像信号が１画面（１フレーム）を構成するＮＴＳＣ（インターレース）方式の映像信号を例として説明する。また、一定数の垂直周期分の映像信号を単位として映像信号を符号化したものを符号化フレームと呼ぶ。本実施の形態では、４フィールドの映像信号を符号化したものを１符号化フレームとする。

無線映像送信装置は、符号化した符号化フレームの先頭データの送信間隔を一定数の垂直周期の間隔とする。符号化フレームの長さが４フィールドであれば、符号化フレームの先頭データの送信間隔は４フィールドとなる。

無線映像送信装置は符号化フレームの先頭データを送信する際に符号化フレームの先頭部分に符号化フレームの先頭部分であることを示す開始フラグを付したトランスポートストリームを生成し、送信パケットとして送信する。無線映像受信装置においては、内蔵している水平周期カウンタおよび垂直周期カウンタから符号化フレーム周期のクロックパルスを生成し、そのクロックパルスの周期と符号化フレームの先頭を示すフラグの受信の周期との位相差に基づくＰＬＬ（ｐｈａｓｅ ｌｏｃｋｅｄ ｌｏｏｐ）を構成することにより、クロックパルスの周期を調整してクロック同期をとる。従って、ＰＣＲの付加処理を必要とせず、無線映像送受信システムを簡単な回路構成とすることができる。

また、無線映像送信装置は、送信パケットに０から１５までの通し番号情報（ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ ｃｏｕｎｔｅｒ）を順にサイクリックに付加する。通し番号情報の値が１５になると、次の送信パケットの通し番号情報の値は０となる。無線映像受信装置は、受信された送信パケットから通し番号情報を抽出し、通し番号の順に送信パケットが受信できなかった場合にパケットの欠落が生じたと判定し、過去に受信された送信パケットに含まれる映像情報を表示させる。

［無線映像送信装置］
本実施の形態における無線映像送信装置は、図５に示した従来の無線映像送受信装置と同様に構成することができる。ただし、コーデック３８がコーデック１に変更されている点で相違する。コーデック１が信号生成装置に相当する。

ＮＴＳＣエンコーダ１１は、コンポジット映像信号を受けて、コンポジット映像信号からＹ（輝度）信号と色差信号とＨ（水平同期信号）とＶ（垂直同期信号）を分離する。ＮＴＳＣエンコーダ１１は、Ｙ（輝度）信号と色差信号とＨ（水平同期信号）とＶ（垂直同期信号）をコーデック１に出力する。符号化回路１４には１フレーム遅延回路１２を経た１フレーム（２フィールド）前のＹ信号及び色差信号と、現時点のＹ信号及び色差信号とが入力される。図２において符号化データである第１符号化フレームは入力映像信号の４フィールド分の符号化されたフィールド（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４：Ｆはフィールド）により構成される。符号化回路１４は、図２に示すように、４フィールド分の入力映像信号を符号化して符号化フレームを生成し、１フレーム期間おき（４垂直同期信号毎）に送信バッファ１５に出力する。

タイミング信号であるフレーム同期信号はタイミング生成回路１３により生成されて送信バッファ１５に供給される。タイミング生成回路１３は、ＮＴＳＣデコーダ１１から供給されるＨ（水平同期信号），Ｖ（垂直同期信号）に基づいて２垂直同期期間毎（２フィールド毎）にフレーム同期信号を出力する。送信バッファ１５は、フレーム同期信号を受けて、バッファに格納されている符号化データを一定のビットレートで出力する。

また、タイミング生成回路１３は符号化フレーム開始フラグを生成してＴＳ生成回路１６に供給する。符号化フレーム開始フラグは、データとして使用されないビット列（例えばＦＦＦｈ等）とされ、２フレーム同期信号毎（４フィールド毎）に出力される。

ＴＳ生成回路１６は、送信バッファ１５の出力を例えばＭＰＥＧ２に基づいたＴＳ（トランスポートストリーム）に変換し、このときＴＳパケットの先頭部分（ヘッダ部分）に符号化フレーム開始フラグを付加する。この場合、１つの符号化フレームには４フィールド分の映像信号が符号化されて含まれているので、符号化フレーム開始フラグは４フィールドの映像信号毎に付加されることとなる。

また、ＴＳ生成回路１６は、ＴＳパケットの先頭部分（ヘッダ部分）に割り当てられた４ビットの通し番号領域に、ＴＳパケットが生成された順にサイクリックに０から１５までの通し番号情報（ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ ｃｏｕｎｔｅｒ）を付加する。

例えば、図３に示すように、第１符号化フレームに対応するＴＳパケットには０（０ｈ）、第２符号化フレームに対応するＴＳパケットには１（１ｈ）・・・と順に通し番号を付加する。第１６符号化フレームに対応するＴＳパケットには１５（Ｆｈ）が付加され、次の第１７符号化フレームに対応するＴＳパケットには付加される通し番号は０（０ｈ）に戻る。このようにして、１６個のＴＳパケット毎にそれぞれのＴＳパケットの時系的な生成順序が判別できるように０から１５までの通し番号が付される。

ＲＦ変調回路１７はＴＳパケットを高周波ディジタル変調処理する。送信アンテナ部１８は、このＲＦ変調信号（送信波）を符号化映像伝送電波として空間に送出する。

［無線映像受信装置］
本実施の形態における無線映像受信装置は、図５に示した従来の無線映像送受信装置と同様に構成することができる。ただし、コーデック４４がコーデック２に変更されている点で相違する。コーデック２が信号復号装置に相当する。また、コーデック１とコーデック２とを１つの信号生成復号装置として形成しても良い。

無線映像受信装置は、上記無線映像送信装置から送出された符号化映像伝送電波（ＲＦ変調信号）を無線受信部４２の受信アンテナ２１にて受信する。ＲＦ復調回路２２は、受信信号をディジタル復調処理して復調ＴＳとしてコーデック２に出力する。

復調ＴＳは一旦、受信バッファ２６に蓄えられる。復号化回路２７は、復号に必要なタイミングに応じて受信バッファ２６に格納されている復調ＴＳを順次読み出して、復号化する。タイミングは水平・垂直タイミング生成回路（図示しない）にて決定される。

開始フラグ抽出回路２４は、復調ＴＳのヘッダ部分から符号化フレーム開始フラグを抽出し、この符号化フレーム開始フラグが抽出されたタイミングで基準信号を位相比較回路（図示しない）及び信号切替制御回路２５に供給する。水平・垂直タイミング生成回路は符号化フレームの先頭の読み出し開始タイミングを示す復号同期信号を位相比較回路及び復号化回路２７へ出力する。位相比較回路は、復号同期信号をもう一方の信号として受けて、基準信号と復号同期信号との位相差を示す位相比較出力を電圧制御発振器（ＶＣＯ：ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ：図示しない）へ出力する。水平・垂直タイミング生成回路は、電圧制御発振器の発振周波数に応じて復号同期信号の周期を調整して出力する。これにより、符号化フレームの先頭を示す符号化フレーム開始フラグが抽出されるタイミングに同期した復号同期信号を出力するためのフェーズ・ロックド・ループ（ＰＬＬ）が構成される。

すなわち、図４に示すように、送信されてくるＴＳに付加された符号化フレーム開始フラグに応じて水平・垂直タイミング生成回路から出力される復号同期信号の周期が水平・垂直タイミング生成回路、位相比較回路及び電圧制御発振器からなるＰＬＬにて随時修正される。

このように、送信側の４フィールド周期に対する受信側の４フィールド周期のずれが位相比較結果として出力されることになり、このずれがＰＬＬにて修正され、送出側と受信側とのクロック同期がＰＣＲ（ｐｒｏｇｒａｍ ｃｌｏｃｋ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）無しで実現されることになる。

復号化回路２７では、復号同期信号に同期して、受信バッファ２６に格納されている復調ＴＳを映像信号に復号化する。復号化された映像信号は、１つの符号化フレームの前半の２フィールド分が復号第１フレームとしてスイッチＳＷ２に出力され、後半の２フィールド分が復号第２フレームとしてスイッチＳＷ１へ出力される。

例えば、第１符号化フレームに対応するＴＳパケットにおいては、フィールドＦ１及びＦ２の復号化された映像信号が復号第１フレームとしてスイッチＳＷ２に入力され、フィールドＦ３及びＦ４の復号化された映像信号が復号第２フレームとしてスイッチＳＷ１に入力される。

スイッチＳＷ１は、遅延入力選択信号に基づいて、復号第２フレームと１フレーム遅延回路（メモリ）２８に保持されている遅延第２フレームのいずれか一方を選択し、１フレーム遅延回路２８へ出力する。スイッチＳＷ２は、最終出力選択信号に基づいて、復号第１フレームと１フレーム遅延回路２８からの遅延第２フレームのいずれか一方を選択して出力する。

パケット欠落検出回路２３は、復調されたＴＳパケットのヘッダ部分から通し番号情報（ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ ｃｏｕｎｔｅｒ）を抽出し、番号が不連続性を検出する。通し番号情報が不連続となった場合にはＴＳパケットの欠落が生じたと判定し、パケット欠落情報を生成して信号切替制御回路２５へ供給する。

信号切替制御回路２５は、開始フラグ抽出回路２４から基準信号を受けると、復号第１フレームを選択させ、その１フレーム期間後に遅延第２フレーム（１フレーム遅延回路２８の出力）を選択させるための最終出力選択信号をスイッチＳＷ２へ出力する。すなわち、復号第１フレームの選択状態と遅延第２フレームの選択状態とが１フレーム間隔で交互に切り替わる。ただし、信号切替制御回路２５は、パケット欠落情報を受けたときには、その欠落を生じた符号化フレーム（４フィールド分の映像）については最終出力選択信号により復号第１フレームを選択出力させない。

また、信号切替制御回路２５は、基準信号を受けると、復号第２フレームを選択させ、その１フレーム期間後に遅延第２フレーム（１フレーム遅延回路２８の出力）を選択させるための遅延入力選択信号をスイッチＳＷ１へ出力する。すなわち、復号第２フレームの選択状態と遅延第２フレームの選択状態とが１フレーム間隔で交互に切り替わる。従って、スイッチＳＷ２から遅延第２フレームが出力されるときには、この遅延第２フレームが再び１フレーム遅延回路２８に戻されることになり、スイッチＳＷ２から復号第１フレームが出力されるときには、１フレーム遅延回路２８には新たに復号第２フレームが保持されることなる。ただし、信号切替制御回路２５は、パケット欠落情報を受けたときには、その欠落を生じた符号化フレーム（４フィールド分の映像）については遅延入力選択信号により復号第２フレームを選択出力させない。

図２のように、第１符号化フレームが欠落しなければ、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の切替制御により、復号化回路２７からの復号第１フレームがスイッチＳＷ２を経て出力され、復号化回路２７からの復号第２フレームがスイッチＳＷ１を経て１フレーム遅延回路２８に蓄えられ、１フレーム期間だけ遅延されて遅延第２フレームとなってスイッチＳＷ２を経て出力される。すなわち、スイッチＳＷ２の選択状態は、復号第１フレーム（Ｆ１、Ｆ２）→遅延第２フレーム（Ｆ３、Ｆ４）→復号第１フレーム（Ｆ５、Ｆ６）→遅延第２フレーム（Ｆ７、Ｆ８）、…のごとくなる。

一方、図２のように、第２符号化フレームが欠落すると、スイッチＳＷ１，ＳＷ２共に遅延第２フレームの選択状態となり、１フレーム遅延回路２８からの遅延第２フレーム（Ｆ３、Ｆ４）が最終出力となり、また、この遅延第２フレームが再び１フレーム遅延回路２８に戻される状態が続く。

その後、第３符号化フレームのパケット欠落がなければ、スイッチＳＷ１，ＳＷ２は通常の切替制御に復帰することになる。従って、この復帰時点でスイッチＳＷ２から復号第１フレーム（Ｆ９、Ｆ１０）が最終出力として出力されている状態で１フレーム遅延回路２８からは遅延第２フレーム（Ｆ３、Ｆ４）が出力されるものの、スイッチＳＷ１は復号第２フレーム（Ｆ１１、Ｆ１２）を選択する状態となり、１フレーム遅延回路２８には復号第２フレーム（Ｆ１１、Ｆ１２）が蓄えられる。

上記の例では、一定数の垂直同期単位を４フィールドとし、２フレーム間の差分に基づく圧縮（符号化）を行ったが、これに限るものではない。例えば、一定数の垂直同期単位を１６フィールドとし、フレーム間の差分に基づく圧縮（符号化）として、Ｂピクチャ（双方向予測符号化画像）などを生成するようにしてもよいものである。なお、ＰＣＲを持たないため、ＰＴＳ（ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｓｔａｍｐ）やＤＴＳ（ｄｅｃｏｄｉｎｇ ｔｉｍｅ ｓｔａｍｐ）の記述に代わる情報を別途ＰＥＳ（パケッタイズドエレメンタリストリーム）に持たせておけばよい。

また、上記の例では、１フレーム遅延回路２８を設け、１フレーム分の画像データを保持することとしたが、１フィールド分以上の画像データを保持できればよい。また、上記の例では、０から１５の通し番号情報を送信側で付加することとしたが、このような値の通し番号に限定されるものではない。

なお、一定数の垂直同期単位となるフィールド数を多くすればするほど、パケット欠落時の出力映像と復帰時の出力映像との相違（時間幅）が大きくなる。また、このように一定数の垂直周期分の映像信号を単位として符号化する方式に限定されるものではない。

以上説明したように、この発明によれば、簡単な回路構成で伝送誤りによる画像の乱れを目立たなくすることができるという効果を奏する。

Claims (8)

1. 映像データを符号化及びパケット化して無線送信を行う無線映像送信装置において、
   前記パケットにその送出順を示す通し番号情報を付加して送信するように構成されたことを特徴とする無線映像送信装置。
2. 映像データを符号化及びパケット化する信号生成装置において、
   一定数の垂直周期分の映像信号を単位として映像信号を符号化した情報を含むパケットを生成し、前記パケットを生成する順に生成順を示す通し番号情報を付加することを特徴とする信号生成装置。
3. 請求項２に記載の信号生成装置において、
   前記パケットの先頭部分に当該パケットの先頭部であることを示すフラグを付すことを特徴とする信号生成装置。
4. 符号化及びパケット化された映像データを無線受信する無線映像受信装置において、
   パケットに付加されている通し番号情報を検出してパケット欠落を判定する手段と、
   映像復号化後の映像データを少なくとも１フィールド分保有するメモリと、
   正常に受信できた受信映像データを逐次更新して前記メモリに記録する手段と、
   パケットの欠落を判定したときは受信中の映像データに替えて前記メモリに保有している映像データを出力する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする無線映像受信装置。
5. 無線通信により受信されたパケットに含まれる信号を映像信号として復号化する信号復号装置において、
   無線受信されたパケットに付されている通し番号情報を検出してパケットの欠落を判定するパケット欠落検出回路と、
   無線受信されたパケットを映像信号に復号化する復号化回路と、
   映像信号を保持するメモリと、を備え、
   前記パケット欠落検出回路においてパケットの欠落が検出されなかった場合には、前記復号化回路で復号化された映像信号の少なくとも一部を前記メモリに保持させ、
   前記パケット欠落検出回路においてパケットの欠落が検出された場合には、前記メモリに保持されている映像信号を出力することを特徴とする信号復号装置。
6. 請求項５に記載の信号復号装置において、
   無線受信された送信信号の先頭部に付加された当該送信信号の先頭部を示すフラグを抽出し、当該フラグが抽出されたタイミングで基準信号を出力するフラグ抽出回路を備え、
   前記復号化回路では、前記フラグ抽出部から出力された基準信号に応じたタイミングで前記パケットに含まれる信号を復号化することを特徴とする信号復号装置。
7. 請求項１に記載の無線映像送信装置と請求項４に記載の無線映像受信装置とを含んでなる無線映像送受信システム。
8. 請求項２に記載の信号生成装置と請求項５に記載の信号復号装置とを含んでなる信号生成復号装置。

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